Преобразование 3D-моделей различных форматов в единую интегрированную модель

Дэвид Уиттл
Intergraph 3D-Менеджер по развитию бизнеса в EMIA

Проектирование, строительство и эксплуатация объектов капитального строительства предполагает решение вопросов обмена 3D-данными между большим количеством участвующих сторон.
К сожалению, в подобных задачах присутствует значительное количество различных несовместимых форматов данных, затрудняющих обмен информацией и увеличивающих общую стоимость. К тому же возникает необходимость ограничения доступа к конфиденциальной информации и обеспечения ее безопасности.
Соответствующее программное обеспечение позволяет гарантировать подобного рода совместимость данных, сокращая финансовые и временные затраты за счет того, что все участники могут продолжать использовать свое собственное программное обеспечение.

Введение

Большинство проектов сооружения и строительства промышленных объектов предполагают значительное количество участвующих в них сторон, таких как заказчик/эксплуатирующая компания, проектанты, поставщики оборудования и материалов, строительные организации, а также различные субподрядчики и консультанты. Все они генерируют большие объемы трехмерных данных, используя широкий спектр программных решений, зачастую несовместимых между собой. Разнообразие используемых форматов данных приводит к увеличению затрат эксплуатирующей организации на протяжении всего жизненного цикла промышленного объекта. Актуальная 3D­модель также может быть востребована на стадиях технического обслуживания, модернизации и ликвидации предприятия. Помимо этого имеется потенциальная возможность повторного использования данных в случае сооружения аналогичного объекта.

Следовательно, существует объективная потребность в программных инструментах, способных поддерживать широкий спектр внешних источников данных различных форматов без потери существенных атрибутов, позволяющих проводить проверку коллизий в рамках единой модели. Предпочтительно, чтобы такой инструмент мог устранять необходимость в синхронизации каталогов, спецификаций и моделей.

Обеспечение совместимости данных от различных участников проекта

Повышение совместимости данных улучшит взаимодействие и связь между различными группами и инженерными дисциплинами, участвующими в проекте. Четкое понимание всеми сторонами того, как их работа соотносится с работой других, должно уменьшить усилия, затрачиваемые на обеспечение соответствия и корректности сопрягающихся компонентов проекта. Также данное условие предполагает сокращение количества проектных изменений, необходимых для адаптации использования данных внешних источников. Такой подход к обеспечению совместимости позволяет добиться потенциального увеличения суммарной производительности и уменьшения сроков реализации проекта. К тому же, появляется возможность сохранить доступ к жизненно важным данным в течение всего жизненного цикла промышленного объекта, вплоть до вывода из эксплуатации.

Попытка обеспечения совместимости путем использования одной программной платформы для всех участников проекта может быть затруднительной или вовсе невозможной. Во­первых, для многих сторон возникает необходимость дополнительных инвестиций в виде покупки нового ПО и обучения персонала. Во­вторых, внедрение новых продуктов всегда связано с временным снижением производительности и увеличением риска совершения ошибки. Тем не менее обеспечение совместимости большого количества различных систем моделирования и форматов данных является крайне важной задачей для успешной реализации крупных проектов. Это также означает, что заказчики не ограничены в выборе подрядчиков по критериям используемого программного обеспечения и могут эффективно делить общий объем на блоки работ.

Однако расширенная совместимость может также иметь потенциальные недостатки. Например, нежелательная передача незащищенных данных. Аналогичным образом решения, требующие наличия постоянного соединения, с точки зрения информационной безопасности выглядят несостоятельными. Следовательно, владельцы данных вынуждены рассматривать средства контроля и безопасности передаваемой информации. В случае выполнения работ в режиме удаленного доступа следует учитывать ограничения, связанные с возможной низкой скоростью каналов передачи данных.

Использование SmartPlant Review Publisher для преобразования данных
из различных источников в формат Smart 3D

Решение, предлагаемое Intergraph

Intergraph Process, Power & Marine (PP&M) является лидирующим разработчиком инженерного программного обеспечения для проектирования, строительства и эксплуатации промышленных объектов, кораблей и морских неф­тегазовых сооружений. Smart 3D представляет собой комплекс продуктов. Не так давно Intergraph вывел на рынок новое решение — 3D Interop, позволяющее интегрировать в единую модель широкий спектр данных сторонних систем. Этот функционал разработан на основе SmartPlant Review.
В перечень поддерживаемых форматов входят: PDMS, PDS, Tekla, CADWorx, AutoCAD, MicroStation, CIS/2, XMplant и др. Система обеспечивает интеллектуальность данных, а также распознает компонентные классы объектов модели (трубопроводов, оборудования и т.д.). Сопоставление классов и свойств внешних данных с теми, которые используются в 3D Interop, осуществляется путем простого сопоставления посредством таблиц MS Excel.

3D Interop на входе использует данные из внешних моделей в виде наборов файлов с графикой и атрибутами. Однако для его работы не требуется информация о каталогах и спецификациях исходных моделей. Такой подход позволяет избежать трудностей и проблем, связанных с копированием соответствующих баз данных.

Модель промышленного объекта, основанная на различных
источниках данных

Работа с 3D Interop

3D Interop позволяет прикреп­лять и ориентировать внешние модели относительно других 3D­объектов. В результате пользователи могут просматривать комплексную модель, состоящую из блоков, разработанных различными участниками проекта, при этом управляя пересечениями и взаимосвязями объектов. Также пользователям доступен функционал проверки атрибутов ссылочных (внешних) элементов посредством стандартных диалоговых окон свойств, меток и подсказок. При помощи фильт­ров, доступных в Smart 3D, возможно отображение объектов, соответствующих определенным критериям поиска. Такой подход позволяет более эффективно оперировать объектами модели. Помимо этого в 3D Interop доступен функционал формирования чертежей общего расположения на основе внешних моделей.

Решение не требует постоянного подключения к источникам данных. Для корректной работы достаточно периодической публикации и обновления внешних данных. Такой подход позволяет обеспечить безопасность передачи информации и защиту прав интеллектуальной собственности для всех участников проекта.

Одна из основных проблем, возникающих при работе с большим количеством форматов данных, — вероятность различного отображения однотипных объектов. Благодаря применению 3D Interop пользователи могут создавать стилевые и цветовые фильтры для визуализации компонентов модели в унифицированном виде. Также фильтры позволяют создавать отчеты, которые впоследствии можно экспортировать в таблицы Microsoft Excel.

Проверка коллизий модели, основанной
на различных источниках данных

Интеллектуальная система проверки коллизий (проверки пересечений) — ключевой функционал, обеспечивающий эффективность решения для интеграции разнородных моделей. Он позволяет убедиться в том, что все компоненты не пересекаются друг с другом и между ними достаточно пространства для проведения строительно­монтажных работ, технического обслуживания и эксплуатации. При помощи 3D Interop пользователи могут формировать правила для решения вышеперечисленных задач, которые покрывают все выбранные объекты модели.

Решение Intergraph 3D Interop уменьшает трудозатраты, необходимые для обработки 3D­данных различных форматов. Скот Хендриксон, менеджер поддержки систем автоматизации инженерных расчетов в Burns and McDonnell, добавляет: «Практически все проекты требуют подключения внешних источников данных. До того как я начал использовать 3D Interop, мне приходилось сталкиваться с задачами “подключения ссылочных моделей” каждые две или три недели. [...] Благодаря использованию 3D Interop, удалось избавиться от этой необходимости».

Изначально методология 3D Interop базировалась на SmartPlant Review — лидирующем решении в области интеграции разнородных данных в единую 3D­модель. Дополнительно единый формат данных позволяет значительно уменьшить нагрузку на администраторов системы и сократить вероятность появления ошибок.

В проектировании, строительстве и эксплуатации современных промышленных объектов задействовано большое количество участников, использующих различные несовместимые форматы 3D­данных, что приводит к снижению показателей эффективности и увеличению сроков реализации проектов. Интеллектуальные системы совместимости, такие как Intergraph 3D Interop, помогают избежать подобных проблем. Более того, данный класс инструментов предоставляет целый ряд преимуществ для заказчиков или эксплуатирующих организаций на протяжении всего жизненного цикла объекта, вплоть до его вывода из эксплуатации. 

САПР и графика 10`2014